Nel rigido ambiente antartico, dove le temperature possono scendere fino a -50 gradi Celsius (-58 gradi Fahrenheit), i pinguini imperatori si stringono insieme in grandi gruppi per conservare il calore e sopravvivere. Tuttavia, il modo in cui si formano questi gruppi e il modo in cui i pinguini condividono equamente il calore è rimasto un mistero. Ora, un nuovo modello matematico sviluppato dai ricercatori dell’Università di Oxford fornisce informazioni sulle dinamiche dei gruppi di pinguini e rivela come gli uccelli raggiungono un’equa distribuzione del calore.

Il modello, pubblicato sulla rivista "Nature Physics", tiene conto delle dimensioni corporee dei pinguini, della quantità di calore che generano e del loro movimento all'interno del gruppo. Simulando il comportamento di migliaia di pinguini, i ricercatori hanno scoperto che i gruppi sono strutture auto-organizzanti che emergono senza alcun controllo centralizzato.

"Il nostro modello mostra che i pinguini si stringono in modo da ridurre al minimo il dispendio energetico totale del gruppo", spiega il dottor Andrea Cavagna, uno degli autori dello studio. "Ciò si ottiene attraverso una combinazione di movimento individuale e interazioni collettive, senza la necessità di alcuna comunicazione o coordinamento esplicito."

Il modello rivela che i pinguini si dispongono secondo uno schema “frattale”, con gruppi più piccoli di pinguini che si formano all’interno di quelli più grandi. Questa organizzazione gerarchica consente al calore di essere trasferito in modo efficiente dal centro della calca agli strati esterni, dove i pinguini sperimentano le temperature più fredde.

"La formazione di questi gruppi frattali all'interno della calca è fondamentale per garantire che tutti i pinguini condividano equamente il calore", afferma il dottor Cavagna. "I pinguini che si trovano all'esterno del gruppo possono spostarsi all'interno per riscaldarsi, mentre quelli al centro possono spostarsi all'esterno per rinfrescarsi."

I ricercatori hanno anche scoperto che la dimensione dei gruppi è determinata da un equilibrio tra il bisogno dei pinguini di conservare il calore e il bisogno di evitare il surriscaldamento. Raggruppamenti più grandi forniscono un migliore isolamento, ma generano anche più calore, il che può portare a disagio e persino alla morte. La dimensione ottimale dell’huddle è quindi un compromesso tra questi due fattori.

Il nuovo modello fornisce un quadro quantitativo per comprendere le dinamiche dei gruppi di pinguini e offre approfondimenti sul comportamento sociale e cooperativo di questi straordinari animali. Ha anche potenziali applicazioni in altri settori, come la progettazione di edifici ad alta efficienza energetica e l’ottimizzazione delle dinamiche della folla.